thiết kế bộ khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha

Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Lời nói đầu Một mục tiêu quan trọng hàng đầu mà Đảng Nhà nớc đặt tiến trình công nghệ hoá , đại hoá đất nớc Để tiến hành công nghệ hoá , đại hoá doanh nghiệp cần phải tiến hành xây dựng lại nhà máy , sở sản xuất, trang thiết bị máy móc đa công nghệ đại hoá vào sản xuất Hơn , để vận hành tốt nhà máy cần phải có đội ngũ công nhân kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao Là sinh viên tốt nghiệp Khoa Điện ngành Tự động hoá trờng đại Học Bách Khao Hà Nội , em hiểu tự động hoá nghiệp công nghiệp đóng vai trò quan trọng phát triển ngành công nghiệp Việt Nam Trong đợt thực tập tốt nghiệp em đợc thầy giáo TS Võ Minh Chính hớng dẫn em thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài : " Thiết kế khởi động động không đồng ba pha " Đề bao gồm chơng : Chơng I: Giới thiệu động không đồng Chơng II: Giới thiệu tính toán biến đổi Chơng III: Xây dựng thiết kế mạch điều khiển Để hoàn thành tốt đợc đồ án, em đợc giúp đỡ nhiều khoa Điện trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Võ Minh Chính Sau mời tuần làm đồ án em hiểu đợc cấu tạo nguyên lý hoạt động động không đồng Và qua em biết cách tính toán thiêt kế khởi động động không đồng Đó kinh nghiệm quý báu giúp em vững tin công việc sau Mặc dù cố gắng nhng đề tài em nhiều thiếu sót , em mong đợc bảo thầy Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Trần Thị Phơng Hiền Chơng I: Giới thiệu chung động không đồng I- Giới thiệu chung động không đồng Giới thiệu chung : Động không đồng máy điện xoay chiều, có tốc độ rôto khác tốc độ stato Từ trờng quay pha , pha pha, tuỳ thuộc vào cấu tạo dây quấn stato pha, pha pha Theo cấu tạo dây quấn rôto , động không đồng đợc chia làm loại: Rôto lồng sóc rôto dây quấn động không đồng lồng sóc có cấu tạo đơn giản, vận Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động hành bảo quản dễ dàng , độ tin cậy cao , giá thành rẻ , nên đợc ứng dụng rộng rãi thực tế Động không đồng rôto dây quấn có cấu tạo phức tạp vận hành bảo quản khó hơn, độ tin hơn, giá thành cao nhng có u điểm đa điện trở phụ vào để cải thiện tính mở máy điều chỉnh Tốc độ không đợc sử dụng cho nơi có cầu dao mở máy điều chỉnh tốc độ mà động lồng sóc không đáp ứng đợc Tuy nhiên động không đồng có nhợc điểm điều chỉnh tốc độ khống chế trình độ khó khăn riêng với động rôto lồng sóc , tiêu không đồng Cấu tạo 2.1 Phần tĩnh ( Stato) Trên stato có vỏ, lõi sắt dây quấn a/ Vỏ máy: Vỏ có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ Thân vỏ máy làm gang Đối với máy có P tơng đối lớn ( 1000kw) thờng dùng kim loại làm thành vỏ b/ Lõi sắt Lõi sắt phần dẫn từ, từ thông qua lõi sắt từ thông quay nên để giảm tổn hao, lõi sắt đợc làm lõi thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ghép lại Khi đờng kinh lõi sắt nhỏ 0,9mm Thì dùng ghép lại Khi đờng kính lớn 0,9mm phải dùng hình rẻ quạt ghép lại : (hình I.1) Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Mỗi thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dòng điện máy gây nên Nếu lõi sắt ngắn ghép thành khối , lõi sắt dài ghép thành thếp ngắn , thếp từ - cm đặt cách cm để thông gió cho tốt , mặt thép có sẻ rãnh để đặt dây quấn c/ Dây quấn Dây quấn stato đợc đặt vào rãnh lõi sắt đợc cách điện tốt với lõi sắt 2.2 Phần quay Rôto Có phân chính: Lõi sắt dây quấn a/ Lõi sắt Lõi sắt dùng thép kỹ thuật nh stato , lõi sắt đợc ép trực tiếp trục động lên giá roto động phía thép có sẻ rãnh để đặt dây quấn b/ Dây quấn to Phân làm loại chính: Loại rôto kiểu dây quấn loại roto kiểu lồng sóc - Loại rôto kiểu dây quấn: Roto có dây quấn giống dây quấn stato Trong động cỡ trung bình trở lên thờng dùng dây quấn kiểu sóng lớp bớt đợc dây đầu nối kết cấu dây quấn rôto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thờng đồng tâm lớp Dây quấn pha roto thờng đấu hình ba đầu đợc nối vào ba rãnh trợt thờng làm đồng đặt cố định đầu trục thông qua chổi than đấu với mạch dựa? Bên Đặc biệt roto kiểu dây quấn thông qua chổi than đa điện trở phụ vào mạch điện roto để cải thiện hệ số công suất máy máy làm việc bình thờng Dây quấn roto đợc nối ngắn mạch - Loại roto kiểu lồng sóc , kết cấu loại dây quấn khác, với dây quấn stato rãnh lõi sắt roto đặt vào dẫn Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt đợc nối tắt lại hai đầu vành ngắn mạch đồng hay nhôm làm thành lồng gọi lồng sóc Dây quấn rôto lồng sóc không cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính mở máy máy công suất lớn Rãnh roto làm thành dạng rãnh sâu làm thành hai rãnh lồng sóc kín máy có công suất nhỏ , rãnh rôto thờng đợc làm chéo góc so với tâm trục 2.3 Khe hở Vì rôto khối tròn nên khe hở đầu Khe hở động không đồngbộ nhỏ ( từ 0,2 ữ mm ) để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lới lên nh làmcho hệ số công suất máy cao II- Nguyên lý làm việc động KĐB pha Sau nối thông cuộn dây stato với nguồn điện pha , sản sinh từ trờng quay Nếu từ trờng quay theo chiều kim đồng hồ theo quya tắc bàn tay phải dây dẫn roto phía cực N cắt từ trờng , dòng điện cảm ứng theo chiều xuyên từ mặt giấy Dây dẫn chịu tác dụng lực làm cho roto quay theo chiều kim đồng hồ Tơng tự nh phía cực S , roto chịu tác dụng lực quay theo chiều kim đồng hồ Các lực điện từ tạo thành mômen điện từ trục quay, làm cho rôt quay theo chiều quay cảu từ trờng quay Tốc độ quay N2 roto luôn nhỏ tốc độ quay n1 từ trờng quay ( tốc độ quay đồng ) Nếu tốc độ quay roto đạt đến tốc độ quay đồng chuyển động tơng đối từ trờng Dây điện rôto không cắt đờng sức sức điện động cảm ứng , dòng điện momen điện từ Do ta thấy roto quay theo từ trờng quay với tốc độ n2 < n1 N n1 n Nguyên lý làm việc động không đồng S Sinh viên : Trần thị Ph ơngF Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Ta gọi động không đồng tốc độ quay n roto không tốc độ quay đồng trờng quay roto Trong đó: n1 - n2 : Là hiệu số tốc độ quay động KĐB Tỷ số hiệu số tốc độ quay với tốc độ quay đồng gọi độ trợt Ký hiệu S : S= n1 n2 n1 Khi động KĐB pha trạng thái phụ tải định mức độ trợt bé ( 0,02 ữ 0,06) Sau nối thông cuộn dây stato động KĐB với nguồn điện xoay chiều pha , qua tác dụng từ trờng quay truyền điện cho rôto Hiện tợng giống nh từ trờng biến đổi xoay chiều lõi sắt MBA truyền điện từ cuộn sơ cấp cho sơ cấp cho cuộn thứ cấp Do dòng điện roto tăng lên dòng điện stato tăng lên Momen điện từ (M) động KĐB tỷ lệ thuận với tích từ thông quay () thành phần tác dụng dòng điện roto (I2 cos2 ) M = CM I2 cos2 CM: Là số momen động KĐB Đối với động chế tạo hoàn chỉnh trị số xác định không đổi, trị số công thức không thay đổi nên momen điện tử động KĐB tuỳ thuộc vào dòng điện I roto hệ số công suất cos2 mạch điện roto - Khi n1 - n2 giảm I2 giảm Khi bắt đầu khởi động động , roto cha quay , hiệu số tốc độ quay n1 - n2 = n1 , lúc dây dẫn roto cắt từ trờng quay với tốc độ lớn Khi roto bắt đầu quay tốc độ tơng đối dây dẫn roto cắt từ trờng quay giảm xuống, n1 - n2 giảm xuống I2 giảm - Khi n1 - n2 giảm cos2 tăng lên Mạch điện rôto tơng đơng với cuộn dây quấn lõi sắt có cảm kháng, độ lớn cảm kháng tỷ lệ thuận với tần số dòng Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động điện roto Cảm kháng nhỏ cos lớn Tần số dòng điện roto giảm n1 - n2 giảm -> cos tăng Ta thấy quan hệ momen điện từ độ trợt phức tạp , đờng cong quan trọng biểu thị đặc tính vận hành động KĐB cho ta thấy độ trợt momen điện từ thay đổi - Mmax : Momen cực đại - Mxđ : Momen khởi động - Mđm : Momen định mức - Sth : Độ trợt tới hạn M Mmax Mkdd Mđm Đờng cong momen động KĐB S S S=1 Sau đấu động với nguồnth điện thời điểm bắt đầu khởi động S = , lúc I2 lớn nhất, cos nhỏ gọi momen khởi động Nếu M kđ lớn momen cản trục động roto quay tăng dần tốc độ , momen điện từ động tăng dần theo đoạn đờng cong BA lên tới điểm A, sau đạt đến momen cực đại M maxlại giảm dần theo đoạn đờng cong AO Khi M = Mcản động quay theo tốc độ không đổi vận hành ổn định theo đoạn đờng cong OA Khi động làm việc ổn định OA , tăng momen cản ( tăng phụ tải) tốc độ quay động giảm xuống ( S tăng lên ) làm cho momen điện từ tăng lên Do tạo nên cân với momen cản, phụ tải tăng lên đến mức làm cho momen cản vợt momen cực đại Nếu phụ tải tăng lên đến mức làm cho momen cản vợt qua momen cực đại , tốc độ quay động giảm xuống nhanh chóng Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động dừng lại Do phạm vi làm việc ổn định động hạn chế đoạn đờng cong OA Khi động làm việc liên tục lâu dài, trục động truyền momen định mức Momen định mức động phải nhỏ momen cực đại Nếu thiết kế cho momen định mức gần momen cực đại , tải động dừng lại Do động phải có khả tải định , khả tải tỷ số momen cực đại momen định mức kí hiệu = M max = 1,8 M dm Trên ta xét điện áp nguồn điện không thayđổi, điện áp thay đổi từ công thức : M= CM .I2.cos2 Ta thấy: Vì I2 thay đổi theo điện áp U nên M biến đổi theo U2 Nh điện áp có ảnh hởng lớn momen điện từ động KĐB Điện áp thấp dòng điện stato tăng lên làm cháy động , động cỡ lớn có thiết bị bảo vệ điện áp thấp ( điện áp ) III- đặc tính động không đồng * Phơng trình đặc tính Để thành lập phơng trình đặc tính động không đồng ta dựa vào đồ thay với giả thiết sau: - pha động đối xứng - Các thông số động không đồng không đổi - Tổng dẫn mạch từ hoá không thay đổi, dòng điện từ hoá không phụ thuộc tải mà phụ thuộc vào điện áp đặt vào stato động - Bỏ qua tổn thất ma sát, tổn thất lõi thép - Điện áp lới hoàn toàn sin đối sứng ba pha Ta có sơ đồ thay Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha I1 Thiết kế khởi động động T X1 Xà U1f R1 X'2 I'1 R'2 S Rà Trong : U1f : Điện áp pha đặt vào stato Ià , I1,I'2 : Các dòng điện từ hoá, stato dòng điện roto qui đổi stato Xà,X1,X2: Điện kháng mạch từ hoá , điện kháng tản stato điện kháng tản roto qui đổi stato Rà,R1,R2: Các điện trở tác dụng mạch từ hoá cuộn dây stato roto qui đổi stato S: Độ trợt động cơ, đặc trng cho tốc độ quay động KĐB với từ trờng quay S= W0 W n n = W0 n0 60 f 2f n0 = ; W0 = p p W0: Tốc độ từ trờng quay : Tốc độ góc độngcơ f: Tần số điện áp nguồn đặt vào stato p: Số đôi cực từ động Dựa vào sơ đồ thay ta tính đợc dòng điện stato Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha I1 = U1 f 2 Rà + X = U1 f + 2 R + X Thiết kế khởi động động + R' R1 + + ( X + X ' ) S R' R1 + + ( X + X ' ) S (1-11) phơng trình đặc tính dòng điện stato - Khi = -> S = Dòng không tải I1 = U1 f Rà2 + X à2 = I 10 - Khi = -> S = -> I1 = U1 f Rà2 + X à2 + ( R1 + R' ) + X nm2 Gọi I1 ngắn mạch -> I'2 = U f ( R1 + R' ) + X nm2 = I ' nm S I'2nm I'1nm I 1' I'1 (Hình 1.5) Công suất điện từ chuyển từ stato sang roto P12 = Mđt Mđt: Momen điện từ động Nếu bỏ qua tổn thất phụ Mđt = M = M Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Công suất đợc chia thành phần Pcơ: Công suất đa trục động P2: Công suất tổn hao động roto P12 = Pcơ +P2 -> M = M +P2 -> P2 = M.( - ) = M 0.S Mặt khác : P2 = 3.I ' 22 R' 3.I ' 22 R' W0 S Nên: M = Thay I'2 tính đợc vào ta đợc: M = 3.U 12f R ' 2 R' Wo R1 + + X nm .S S Biểu thức phơng trình đặc tính động KĐB Khảo sát : cách giải dM = ta ds xác định đợc điểm cực trị Trị số M S điểm cực trị ký hiệu Mth Sth S th = I R' 2 R + X nm Thay vào phơng trình đặc tính ta đợc M th = ( 3.U 12f 2.Wo R1 R12 + X nm ) Dấu (+) ứng với chế độ động Dấu (-) ứng với chế độ máy phát S S thF MthF MthĐ M S thF Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 10 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động dơng qua điot D5 lọc bớt phần (-) xung nửa (+) đem xung trộn với xung chùm khâu tạo xung chùm đa cửa BE T1,T2 khâu khuếch đại d Tính toán thông số khâu so sánh U0= Uđk- Ur Uđk= E - UR8 Theo phân áp điểm A ta có : Uđk= E VR2 R8 + VR2 -> R6 + VR2 E = VR2 U dk Uđk theo l1 vẽ chọn = U c max = 10 = 6,7 v Uđk= 6,7 v chọn E = -15 (v) -> Giá trị E = 15 v R E = + = 2,24 U dk VR2 v -> R8=12,4 VR2 Chọn VR2=10k R8=12,4k Chọn R7= R8 + Rc Rc=14 (k) R8=4,5 k R7=7,5k Khâu tạo xung chùm a Sơ đồ nguyên lý b Dạng điện áp T1 R10 + C2 Uc OA4 T2 Uchùmt R13 - Ur R12 D9 R11 c Nguyên lý hoạt động : Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 51 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Khi đa nguồn nuôi +E,-E vào đầu khuếch đại thuật toán 0A4 có điện áp Giả sử U a(+) qua R tụ C đựơc nạp điện 0A4 So sánh điện áp đợc đặt lấy qua phân áp qua R11,R12 đặt vào khuếch đại Uc lớn dần điện áp đầu so sánh trái dấu Uc với Uđặt Uc >Uđặt đảo dấu lên xuống liên tiếp Uc lúc nạp lúc phóng khâu "tạo xung chùm" mạch điều khiển đầu mắc thêm Tranzitor thuận để loại nửa (+) xung lấy nửa (-) Khi nguồn E phóng điện qua EC đem trộn với xung khâu so sánh d Tính toán thông số chọn mạch dao động tạo xe dùng khuếch đại thuật toán Ur=E U0 = E R10 R11 + R12 2.R11 T0 = 2.R9 C ln1 + R12 Chọn R12=R11 = 10 k ->T1=T2 -> T = 2.R10C2ln(1+2) -> T= 2,2.R10.C2 T=2,2.R10.C2 -> Chọn tụ C2= 0,1àF Lấy f=10kHz -> T = = 10 (s) 10.10 = 100.10-6 (s) = 100 (às) R10= 10 10 = = 0,45.10 = 4,5 2,2.C 2,2.0,1.10 k Chọn T2 loại Tranzitor thuận A564, R13 = 10 k - U=50 (v) - I = 100 mA - = 10 Uđk > URC đầu OA3 điện áp dơng ( + ) Uđk < URC đầu OA3 điện áp âm ( - ) Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 52 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 53 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Tính khâu khuếch đại xung biến áp xung 5.1- Tính BAX Theo phần tính chọn van ta chọn Thyristor có: Ug = V Ig = 300 mA * Ta chọn sơ bộ: - Vật liệu làm lõi sắt thép Perit HM lõi có dạng hình trụ có H = 50 A/m B = 0,7 T, có khe hở không khí - Tỷ số máy biến áp xung chọn m = 1,5 - Điện áp thứ cấp : U2 = Ug = V - Điện áp sơ cấp : U1 = m ì U2 = 1,5 ì = 10,5 V - Dòng điện thứ cấp: I2 = Ig = 600 mA - Dòng điện sơ cấp: I1 = I2 m = 600 1,5 = 400 mA - Độ rộng xung : tx = 600às = 6ì10-4 s - Mức sụt biên độ xung : S = 0,15 Chọn độ từ thẩm không khí à0 = 10-6 H/m - Độ từ thẩm trung bình tb lõi thép: B tb = ì H tb = 0,7 10 ì 50 = 1,4 ì 104 H/m Thể tích lõi thép : V= V= tb ì ì t x ì S ì U ì I ( B ) 1,4 ì 10 ì 10 ì ì 10 ì 0,15 ì 10,5 ì 0,400 ( 0,7 ) = 12 cm3 Chọn Q = 2,25 (cm2) Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 54 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động a = 1,5(cm) , b = 1,5 (cm) h = (cm) Ký hiệu lõi thép III 12ì10 - Chọn hệ số lấp đầy K = 0,76 - Số vòng dây cuộn sơ cấpBAX: U i ì t0 B ì Q ì K W1 = = 10,5 ì 10 0.7 ì 2,25 ì 10 ì 0,76 = 870 vòng - Số vòng dây cuộn thứ cấp BAX: W2 = U ì W1 U1 ì 870 10,5 = = 580 vòng Chọn J1 = J2 = A/mm2 - Tiết diện dây sơ cấp: S1 = I1 J1 = 400 ì 10 = 0,2 mm ì 0,2 3,14 = 0,6 mm - Đờng kính dây sơ cấp: 4S1 d1 = = - Tiết diện dây thứ cấp: S2 = I2 J2 = 600 ì 10 = 0,3 mm Đờng kính dây thứ cấp: d2 = ì S2 = ì 0,3 3,14 = 0,6 mm Thực tế ta thờng dùng BAX vật liệu ferit có kích thớc vỏ gông hình trụ 30 x 25 (mm2) 5.2- Tính chọn khâu khuếch đại xung a Sơ đồ nguyên lý + E2 R14 D8 Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 55 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động D9 D6 D10 T1 R10 T1 D11 T2 R11 b Nguyên lý hoạt động Khâu khuếch đại xung làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu xung U7 điểm thành tín hiệu có biên độ , độ rộng công suất đủ lớn để kíck mở tranzito T1 c Công thức tính toán Chọn điốt D6 , D7 , D8 loại 2608 có thông số sau: U = 220 V I=5A Chọn bóng tranzito công suất T2 loại HI 1061 có thông số sau: UEC = 35 V IEC = A = 100 Ta có : IEC T2 = I1BAX = 0,4 A Tính đợc dòng IBT2 : IBT2 = I ECT = 0,2 10 = 40mA ( ta chọn = 10 ) IECT1 = IBT2 = 40 mA Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 56 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động * Tính dòng IBT1 : IBT1 ( Với T1 = 10 ) I ECT = T1 = 20 10 = mA ta chọn tranzito T1 loại C828 có thông số sau: UEC = 250 V IEC = 350 mA = 100 ; * Tính điện trở R11 Thông thờng sụt áp tranzito khoảng 0,6 V 0,6 Vậy : R11 = I ECT = 0,6 0,4 = 1,5 Chọn điện trở R10 =R14 = 10 k Bộ phát xung cho kênh điều khiển Thyristor T2 có thông số tơng tự Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 57 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động -E D R D R R OA R R R D D R C OA C R R R OA R R E OA R R D D & R T R R E R T D D Đ D Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 58 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Dạng điện áp U~ U1 Đ U0 Đ U2 U đk Đ U3 Đ U4 Đ U5 Đ Đ U6 Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 59 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển Khi cấp nguồn xoay chiều vào phía sơ cấp biến áp đồng pha dẫn đến điện áp bên phía thứ cấp đợc chỉnh lu qua diot D1, D2 để tạo điện áp đồng pha đa vào cửa âm khuếch đại thuật toán OA đợc so sánh với điện áp U0 đặt vào cửa dơng OA1 Khi điện áp điểm ta đợc dạng điện áp điểm đợc trình bày vẽ U1, U2 Điện áp đồng pha đợc đa vào khâu tạo điện áp ca (dùng khuếch đại thuật toán OA2) để tạo điện áp RC có xung điện áp đồng với điện áp nguồn Dạng điện áp khâu tạo điện áp RC U3 - Sau điện áp RC đợc so sánh với điện áp điều khiển nhở khuếch đại thuật toán OA3, điện áp RC đa vào cửa dơng OA3 điện áp điều khiển đợc đa vào cửa âm OA3 với nhiệm vụ tạo xung điều khiển Nếu Udk > URC đầu OA3 ta nhận đợc xung âm Nếu Uđk < URC đầu OA3 ta nhận đợc xung dơng Và điện áp đo đợc đầu OA3 U4 Khâu phát xung chùm sử dụng khuếch đại thuật toán OA 4, nhờ phóng nạp tụ C lặp lặp lại nhiều lần ta nhận đợc xung chùm có tần số f = 10 KHz Khi ta đợc điện áp điểm U5 Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 60 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Xung điều khiển ( U ) xung chùm (U 5) đợc đa vào phần tử AND, sau đợc đa tới khâu khuếch đại xung qua điện trở hạn chế R15 Lúc xung điều khiển xung dơng (U6) đợc đa đến sơ cấp biến áp xung đợc cảm ứng sang phía thứ cấp biến áp xung có cực tím tơng ứng mở đốt D8, D10 đa dòng điều khiển vào cực điều khiển catốt (T ) Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 61 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Kết luận Qua 10 tuần thực đề tài: Thiết kế khởi động để khởi động cho động không đồng pha, em thấy đề tài thật bổ ích cho sinh viên trờng nh chúng em, thực tế động không đồng nhân tố quan trọng công nghiệp, nghiên cứu đặc điểm nó, phơng pháp khởi động, phơng pháp điều chỉnh điện áp, tính toán phần tử khởi động để thiết kế mạch khởi động động Điều giúp ích nhiều cho công việc sau Tập đò án nhiều hạn chế, nhng trình thực đề tài giúp em tự đánh giá hiểu kỹ kiến thức chuyên môn, kết nhiều năm học tập với dạy dỗ tận tình thầy cô khoa, môn TĐHXNCN Em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô đặc biệt thầy giáo TS Võ Minh Chính bảo tận tình để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2005 Sinh viên thực Trần Thị Phơng Hiền Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 62 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Tài liệu tham khảo Truyền động điện Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn Nguyễn Thị Hiền Điện tử công suất Nguyễn Bính Máy điện Vũ Gia Hanh Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ Nguyễn Văn Sáu Điện tử công suất Võ Minh Chính Phạm Quốc Hải Trần Trọng Minh Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 63 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động Mục lục Lời nói đầu Chơng I: Giới thiệu chung động không đồng I- Giới thiệu chung II- Nguyên lý làm việc động KĐB III- Đặc tính động không đồng IV - Các phơng pháp mở máy động KĐB 13 V Xây dựng mạch lực 19 Chơng II: Giới thiệu tính toán biến đổi I Xung áp xoay chiều pha 24 II- Xung áp xoay chiều pha 31 III Dạng điện áp - nguyên lý làm việc 34 IV- Tính chọn bảo vệ van: .39 chơng iii : thiết kế mạch điều khiển I- Sơ đồ khối mạch điều khiển 42 II- Các nguyên tắc điều khiển 43 III - Chức yêu cầu hệ thống điều khiển 46 IV Xây dựng mạch điều khiển 49 Khâu đồng pha 49 Khâu tạo ca 52 Khâu so sánh 53 Khâu tạo xung chùm 55 Tính khâu khuếch đại xung biến áp xung 57 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 61 Dạng điện áp .62 Kết luận 65 Tài liệu tham khảo 66 Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 64 Đồ án tốtnghiệp khôngđồng ba pha Thiết kế khởi động động * Sơ đồ mạch lực: ĐK Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 65 [...]... 18 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ Khi động cơ đã chạy, muốn cắt bộ biến đổi ra khỏi hệ thống khởi động ta ấn vào nút M Khi đó K có điện và kéo các tiếp điểm K đóng lại cắt bộ biến đổi ra khỏi động cơ 4 - đánh giá nhận xét và lựa chọn Trớc khi khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha nếu ngắt mạch điện 1 pha của stato thì động cơ cũng không khởi động đợc Nhng trong... 31 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ iii Dạng điện áp 1 = 0 - 600 Trong phạm vi góc này sẽ có các giai đoạn 3 van và 2 van dẫn xen kẽ nhau Ua a b c a T1 T2 T3 T4 T5 T6 * Công thức tính toán * Giá trị hiệu dụng của điện áp pha tải Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 32 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Uan = 2U Thiết kế bộ khởi động động cơ 1 3. .. không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ Hình 1.6: Đồ thị đặc tính cơ của động cơ KĐB Khi nghiên cứu hệ truyền động với động cơ KĐB Ngời ta quan tâm đến trạng thái làm việc của động cơ nên đờng đặc tính cơ thờng biểu diễn khoảng tốc độ 0 S Sth S 0 M0 S th TN (R f = 0) Rf = 0 Mđm M th M Hình 1.7 Đặc tính cơ bản của động cơ KĐB = f (M) trong chế độ động cơ Đơn giản phơng trình đặc tính cơ: ... Lớp TĐH K7 33 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Ua Thiết kế bộ khởi động động cơ U AB 2 A UAC 2 B C A = 75 0 = 60 0 = 120 = 60 0 0 T1 T2 T3 T4 T5 T5 Đồ thị điện áp pha A , = 750, góc dẫn của Thyristor không đổi * Công thức tính toán * Giá trị hiệu dụng của điện áp quá tải Uan = 2U 3 4 3 3 + sin 2 + cos 2 4 3 4 * Công suất: P= 2 3U dm R 3 3 cos 2 + sin 2 + 16 12 16 3 Trờng hợp... dây khởi động thì động cơ vẫn có thể tiếp tục quay , điều đó chúng tỏ rằng cuộn dây khởi động không có tác dụng nữa Do đó trong động cơ không đồng bộ 1 pha ng ời ta thờng lắp 1 công tắc ly tâm , để sau khi quay nó sẽ tự động cắt mạch điện của cuộn dây khởi động Nhận xét: Ngời ta sử dụng động cơ không đồng bộ trong truyền động và cũng có thể điều khiển nó để có đợc mọi yêu cầu mong muốn nh tốc độ không. .. dụng động cơ không đồng bộ có phần bị hạn chế Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 20 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ - Phơng pháp khởi động trực tiếp u điểm: Phơg pháp này đơn giản chi việc đóng trực tiếp động cơ vào lới điện Song nó chỉ phù hợp với những động cơ có công suất nhỏ hơn 50kw Còn với yêu cầu , động cơ máy bơm có P = 250 kw , ta không sử dụng... sau 3 cấp điện trở khởi động Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 17 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ Nh vậy dùng động cơ không đồng bộ roto dây quấn có thể đạt đợc momen mở máy lớn, dòng điện mở máy nhỏ nên ta thờng dùng ở những nơi nào mở máy khó khăn , yêu cầu mở máy cao Cấu tạo phức tạp , bảo quản khó khăn, giá thành cao là nhợc điểm của động cơ không đồng. .. viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 16 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ 3 Mở máy động cơ không đồng bộ roto dây quấn Mở máy bằng cách đa điện trở phụ vào roto S W W0 A 0 3K a c e e g Mc M2 b d f M1 R f1 2K R f2 1K R f3 Hình 1.11 Phơng pháp này chỉ dùng với những động cơ roto dây quấn vì đặc điểm của loại động cơ này là có thể thêm điện trở vào cuộn dây roto Khi điện... pháp khởi động trên ta thấy phơng án 4 là phơng án thích hợp nhất Trớc hết ta đi phân tích từng phơng án để thấy đợc u nhợc điểm cũng nh phạm vi ứng dụng của nó * Công dụng của động cơ không đồng bộ Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 19 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ Do kết cấu đơn giản , làm việc chắc chắn , hiệu xuất cao , giá thành hạ nên động cơ không. .. điện áp 3 pha nguồn đều nối tải Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 29 Đồ án tốtnghiệp không ồng bộ ba pha Thiết kế bộ khởi động động cơ Nếu chỉ 2 pha có van dẫn thì một pha nguồn bị cắt khỏi tải -> do đó điện áp đa ra tải là điện áp dây nào đang có van dẫn Không có trờng hợp chỉ có một pha dẫn dòng Ta lu ý rằng trong hệ thống điện áp 3 pha, dòng có thể chảy qua cả 3 pha hoặc chỉ qua 2 pha Khi ... trở R2,VR3 theo phân áp sau: U0= 15.VR3 E VR3 = 1,5v R2 + VR3 R2 + VR3 -> R2 + VR3=10VR3 -> R2= 9VR3 -> R2 =9(k ) Chọn VR3=1k Khâu tạo ca a Sơ đồ nguyên lý : C1 R4 b Dạng điện áp U3 D3 OA2 U4... T1 T2 T3 T4 T5 T5 * Công thức tính toán Trong trờng hợp có giai đoạn van dẫn không van dẫn P= 3U dm sin sin d + d R + + 3 -> P = 3. U dm R 24 + 16 cos + 16... 220 = 538 ,9 (V) *Điện áp van cần có : Uv = ku.Ungmax = 1,6 .38 ,9 = 862,2 (V) Ku - hệ số dự trữ điện áp * Dòng điện tải : It = Pdm 3. U dm cos Sinh viên : Trần thị Ph ơng Hiền Lớp TĐH K7 37 Đồ